CN109030026A - 一种整车电气功能检测分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种整车电气功能检测分析装置，包括电源模块、整车电气输出模块、整车数据采集模块、数据通讯模块和单片机U1；其中，电源模块为其它模块供电，整车电气输出模块用来模拟整车的电气功能状态，整车数据采集模块用来检测整车的工作状态，单片机U1用来检测分析整车的模拟电气状态以及整车的工作状态是否正常，对整车进行检测分析。本发明提供的整车电气功能检测分析装置，既能够对整车的工作状态进行检测，也能够模拟整车的电气功能，无需在整车运行过程中检测，事先可以对整车的电气功能状态进行预估，对整车的安全性防患于未然，确保整车的安全性，对整车检测和模拟的项目也很齐全，使得生产的整车更具安全性。

Description

一种整车电气功能检测分析装置

技术领域

本发明涉及电气技术领域，更具体地，涉及一种整车电气功能检测分析装置。

背景技术

在商用车整车领域，整车的电气功能以及整车的其它的工作状态的检测尤为重要，关系到整车的安全问题。

目前也有一些检测装置对商用车整车的工作状态进行相关功能测试、标定和升级。然而，在实际应用过程中，市面上同类产品或多或少欠缺部分重要功能。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的整车电气功能检测分析装置。

本发明提供了一种整车电气功能检测分析装置，包括电源模块、整车电气输出模块、整车数据采集模块、数据通讯模块和单片机U1；

所述电源模块，用于将整车的电池电压进行转换，以为所述整车数据采集模块、整车电气输出模块、数据通讯模块和单片机U1供电；

所述整车电气输出模块，用于接收所述单片机U1的模拟指令，并根据所述模拟指令模拟整车的电气状态；还用于将模拟后的电气输出参数通过所述数据通讯模块上传至所述单片机U1；

所述整车数据采集模块，用于检测整车的工作状态参数，并上传至所述单片机U1；

所述单片机U1，用于对所述整车的工作状态参数和所述电气输出参数进行分析，确定整车是否正常。

本发明的有益效果为：既能够对整车的工作状态进行检测，也能够模拟整车的电气功能，无需在整车运行过程中检测，事先可以对整车的电气功能状态进行预估，对整车的安全性防患于未然，确保整车的安全性，对整车检测和模拟的项目也很齐全，使得生产的整车更具安全性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述电源模块包括二极管D1、二极管D2、电解电容C1、电解电容C2、电容C3、电容C4、电解电容C5、芯片U2、芯片U3、电感L1、电阻R1和发光二极管LED1；

所述芯片U3的引脚1通过二极管D1与接线端子P1连接，还通过电解电容C1接地，引脚3、5和6均接地，引脚4与所述芯片U2的引脚1连接，引脚2通过所述二极管D2接地，还通过所述电感L1与所述芯片U2的引脚1连接，所述芯片U2的引脚1还分别通过所述电解电容C2和电容C3接地，所述芯片U2的引脚2和引脚4均接地，引脚3分别通过电容C4和电解电容C5接地，引脚3还通过电阻R1和发光二极管LED1接地；

其中，所述芯片U2的引脚1输出5V电源电压，所述芯片U2的引脚3输出3.3V电源电压。

进一步的，所述整车电气输出模块包括多路开关量输出电路，其中，每一路开关量输出电路包括电阻Rm、电阻Rn、电阻Rp、继电器Jm和三极管Qm-1；

所述电阻Rm一端接24V电源，另一端接所述继电器Jm的引脚5，所述电阻Rn一端接地，另一端与所述继电器Jm的引脚6连接，所述继电器的引脚3接5V电源，继电器Jm的引脚1为开关触点，继电器Jm的引脚4连接，引脚2为开关量输出引脚K-OUTm-1，所述引脚K-OUTm-1与对应的接线端子连接，所述接线端子与所述数据通讯模块连接，所述继电器的引脚4连接所述三极管Qm-1的集电极，所述三极管Qm-1的发射极接地，其基极通过电阻Rp与所述单片机U1的相应引脚连接。

进一步的，所述整车数据采集模块包括多路开关量输入电路和多路模拟量输入电路；

每一路所述开关量输入电路包括电阻Ra、电阻Rb和电阻Rc，所述电阻Ra、电阻Rb和电阻Rc串联连接在3.3V电源和地之间，所述电阻Rb和电阻Rc的公共端为数据采集输出端IN_x，该数据采集输出端IN_x与所述单片机U1的相应引脚连接；

每一路所述模拟量输入电路包括电阻Rd、可调电阻Re和电容Cm，所述电阻Rd的一端接相应的接线端子，另一端分别通过所述可调电阻Re和电容Cm接地。

进一步的，所述数据通讯模块包括芯片U6、电容C27、电容C30、电容C32、电容C33、电容C34、电容C36、电阻R95、电阻R98、电阻R99、双耦电感L4、静电管E4和静电管E5；

所述芯片U6的引脚1和引脚2分别与所述单片机U1的相应引脚连接，用来进行数据传输，引脚2接地，引脚3分别通过电容C32、电容C33和电容C34接地，引脚5接参考电压，引脚6通过所述双耦电感L4与CAN-1-H节点连接，引脚7通过所述双耦电感L4与CAN-1-L节点连接，引脚8接地；

所述电阻R95和电阻R99串联形成第一支路，所述静电管E4和静电管E5串联形成第二支路，所述电容C27和电容C36串联形成第三支路，所述电阻R98单独形成第四支路，所述第一支路、第二支路、第三支路和第四支路均连接在所述CAN-1-H节点和CAN-1-L节点之间，所述电阻R95和所述电阻R99的公共端以及所述静电管E4和静电管E5的公共端之间连接有所述电容C30，所述静电管E4和静电管E5的公共端与所述电容C27和电容C36的公共端之间短接，且接地；

所述CAN-1-H节点和CAN-1-L节点均与CAN接线端子连接，构成CAN总线，每一路所述开关量输出电路中的所述开关量输出引脚K-OUTm-1均通过对应的接线端子连接到CAN总线上。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整车电气功能检测分析装置连接框图；

图2为整车电气功能检测分析装置中电源模块的具体电路图；

图3为开关量输出电路图；

图4为本发明一个实施例的8路开关量输出电路图；

图5为开关量输入电路图；

图6为本发明一个实施例的12路开关量输入电路图；

图7为模拟量输入电路图；

图8为本发明一个实施例的8路模拟量输入电路图；

图9为数据通讯模块的具体电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1，提供了本发明一个实施例的电气功能检测分析装置，包括电源模块、整车电气输出模块、整车数据采集模块、数据通讯模块和单片机U1。

其中，电源模块，用于将整车的电池电压进行转换，以为整车数据采集模块、整车电气输出模块、数据通讯模块和单片机U1供电，比如，将电池电压转换为5.5V电源电压以及3.3V电源电压。整车电气输出模块，用于接收单片机U1的模拟指令，并根据模拟指令模拟整车的电气状态；还用于将模拟后的电气输出参数通过数据通讯模块上传至单片机U1。比如，单片机U1向整车电气输出模块发送制动、左右转向灯和远光灯等整车的电气状态，整车电气输出模块接收到单片机U1的模拟指令后，模拟整车的电气状态，并将模拟后的电气输出参数上传至单片机U1。整车数据采集模块，用于检测整车的工作状态参数，并将检测的整车的工作状态参数上传至单片机U1，比如，检测整车的温度、湿度、气压、电压等工作状态。单片机U1，用于对整车数据采集模块上传的整车的工作状态参数和整车电气输出模块上传的电气输出参数进行分析，确定整车是否正常。

参见图2，其中的电源模块包括二极管D1、二极管D2、电解电容C1、电解电容C2、电容C3、电容C4、电解电容C5、芯片U2、芯片U3、电感L1、电阻R1和发光二极管LED1。所述芯片U3的引脚1通过二极管D1与接线端子P1的第一端子连接，还通过电解电容C1接地，引脚3、5和6均接地，引脚4与所述芯片U2的引脚1连接，引脚2通过所述二极管D2接地，还通过所述电感L1与所述芯片U2的引脚1连接，所述芯片U2的引脚1还分别通过所述电解电容C2和电容C3接地，所述芯片U2的引脚2和引脚4均接地，引脚3分别通过电容C4和电解电容C5接地，引脚3还通过电阻R1和发光二极管LED1接地。其中，所述芯片U2的引脚1输出5V电源电压，所述芯片U2的引脚3输出3.3V电源电压，分别为整车电气输出模块和整车数据采集模块供电。

参见图3，整车电气输出模块包括多路开关量输出电路，其中，每一路开关量输出电路包括电阻Rm、电阻Rn、电阻Rp、继电器Jm和三极管Qm-1。所述电阻Rm一端接24V电源，另一端接所述继电器Jm的引脚5，所述电阻Rn一端接地，另一端与所述继电器Jm的引脚6连接，所述继电器的引脚3接5V电源(即接电源模块中芯片U2的引脚1)，继电器Jm的引脚1为开关触点，与继电器Jm的引脚2连接，引脚2为开关量输出引脚K-OUTm-1，所述引脚K-OUTm-1与对应的接线端子连接，所述接线端子与所述数据通讯模块连接，所述继电器的引脚4连接所述三极管Qm-1的集电极，所述三极管Qm-1的发射极接地，其基极通过电阻Rp引出输出端Kw，该输出端Kw与所述单片机U1的相应引脚连接，用来接收单片机U1的模拟指令。

其中，参见图4，在本发明的一个实施例中，整车电气输出模块包括8路开关量输出电路，第一路开关量输出电路可参见图4-1，包括电阻R2、电阻R6、电阻R10、继电器J2和三极管Q1。电阻R2一端接24V电源，另一端接所述继电器J2的引脚5，电阻R6一端接地，另一端与继电器J2的引脚6连接，继电器J2的引脚3接5V电源(即接电源模块中芯片U2的引脚1)，继电器J2的引脚1为开关触点，与继电器J2的引脚2连接，引脚2为开关量输出引脚K-OUT1，所述引脚K-OUT1与对应的接线端子P2连接，接线端子P2与数据通讯模块连接，继电器J2的引脚4连接三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的发射极接地，其基极通过电阻R10引出输出端K1，K1与单片机U1的相应引脚K1连接，用于接收单片机U1向第一路开关量输出电路发送的模拟指令。

第二路开关量输出电路课参见图4-2，包括电阻R3、电阻R7、电阻R11、继电器J3、三极管Q2。电阻R3一端接24V电源，另一端接所述继电器J3的引脚5，电阻R7一端接地，另一端与继电器J3的引脚6连接，继电器J3的引脚3接5V电源(即接电源模块中芯片U2的引脚1)，继电器J3的引脚1为开关触点，与继电器J3的引脚2连接，引脚2为开关量输出引脚K-OUT2，所述引脚K-OUT2与对应的接线端子P2连接，接线端子P2与数据通讯模块连接，继电器J3的引脚4连接三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的发射极接地，其基极通过电阻R11引出输出端K2，K2与单片机U1的相应引脚K2连接，用于接收单片机U1向第二路开关量输出电路发送的模拟指令。

第三路开关量输出电路到第八路开关量输出电路可分别参见图4-3到图4-8，具体电路与前面两路开关量输出电路相同，可参照图4-1和图4-2的电路，在此不再赘述。

其中的整车数据采集模块包括多路开关量输入电路和多路模拟量输入电路。参见图5，每一路所述开关量输入电路包括电阻Ra、电阻Rb和电阻Rc，所述电阻Ra、电阻Rb和电阻Rc串联连接在3.3V电源和地之间，所述电阻Rb和电阻Rc的公共端为数据采集输出端IN_x，该数据采集输出端IN_x与所述单片机U1的相应引脚连接，用于将采集的数据上传至单片机U1。

参见图6，在本发明的一个实施例中，提供了12路开关量输入电路，每两路开关量输入电路共用一个接线端子，参见图6-1，为第一路开关量输入电路和第二路开关量输入电路，其中，第一路开关量输入电路包括电阻R27、电阻R38和电阻R51，电阻R27、电阻R38和电阻R51依次连接在3.3V电源和地之间。具体为，电阻R27的一端接3.3V电源电压，另一端连接接线端子P6，电阻R38和电阻R51的公共端为数据采集输出端IN_1,该数据采集输出端IN_1与单片机U1的引脚39(IN_1)连接，用于将采集的整车的工作参数上传至单片机U1。

第二路开关量输入电路包括电阻R26、电阻R44和电阻R50，电阻R26、电阻R44和电阻R50依次连接在3.3V电源和地之间。具体为，电阻R26的一端接3.3V电源电压，另一端连接接线端子P6，电阻R44和电阻R50的公共端为数据采集输出端IN_2,该数据采集输出端IN_2与单片机U1的引脚40(IN_2)连接，用于将采集的整车的工作参数上传至单片机U1。

其它10路开关量输入电路，每两路开关量输入电路共用一个接线端子，电路的连接关系与前述的第一路开关量输入电路和第二路开关量输入电路的连接关系相同，可分别参见图6-2、图6-3、图6-4、图6-5和图6-6。

参见图7，每一路所述模拟量输入电路包括电阻Rd、可调电阻Re和电容Cm，所述电阻Rd的一端接相应的接线端子，另一端分别通过所述可调电阻Re和电容Cm接地，电阻Rd的另一端引出输出端AD_y，该输出端AD_y与单片机U1的相应引脚连接，用于将模拟量输入电路采集的数据上传至单片机U1。

参见图8，在本发明的一个实施例中，提供了8路模拟量输入电路，每两路模拟量输入电路共用一个接线端子，其中，参见图,8-1，第一路模拟量输入电路包括电阻R62、可调电阻R66和电容C16，电阻R62的一端连接相应的接线端子P12，另一端分别通过可调电阻R66和电容C16接地，电阻R62的另一端引出输出端AD_1,该输出端AD_1还与单片机U1的引脚15(AD_1)连接，用于将采集的数据上传至单片机U1。

其它的7路模拟量输入电路的连接关系与第一路模拟量开关电路的连接关系相同，可分别参见图8-2、图8-3、图8-4、图8-5、图8-6、图8-7和图8-8，在此不再赘述。其中，将8路模拟量输入电路分为4组，每一组的两路模拟量输入电路共用一个接线端子，具体为第一路模拟量输入电路和第二路模拟量输入电路共用接线端子P12，第三路模拟量输入电路和第四路模拟量输入电路共用接线端子P13，第五路模拟量输入电路和第六路模拟量输入电路共用接线端子P14，第七路模拟量输入电路和第八路模拟量输入电路共用接线端子P15。

参见图9，所述数据通讯模块包括芯片U6、电容C27、电容C30、电容C32、电容C33、电容C34、电容C36、电阻R95、电阻R98、电阻R99、双耦电感L4、静电管E4和静电管E5。

其中，所述芯片U6的引脚1和引脚4分别与所述单片机U1的相应引脚连接，用来进行数据传输。具体为芯片U6的引脚1为CAN0_TX数据传输端，引脚4为CAN0_RX数据传输端，分别与单片机U1的引脚96(CAN0_TX)和引脚95(CAN0_RX)连接。芯片U6的引脚2接地，引脚3分别通过电容C32、电容C33和电容C34接地，引脚5接参考电压，引脚6通过所述双耦电感L4与CAN-1-H节点连接，引脚7通过所述双耦电感L4与CAN-1-L节点连接，引脚8接地。所述电阻R95和电阻R99串联形成第一支路，所述静电管E4和静电管E5串联形成第二支路，所述电容C27和电容C36串联形成第三支路，所述电阻R98单独形成第四支路，所述第一支路、第二支路、第三支路和第四支路均连接在所述CAN-1-H节点和CAN-1-L节点之间。所述电阻R95和所述电阻R99的公共端以及所述静电管E4和静电管E5的公共端之间连接有电容C30，所述静电管E4和静电管E5的公共端与所述电容C27和电容C36的公共端之间短接，且接地。其中，所述CAN-1-H节点和CAN-1-L节点均与CAN接线端子连接，构成CAN总线，每一路所述开关量输出电路中的开关量输出引脚K-OUTm-1均通过对应的接线端子连接到CAN总线上，进而与数据通讯模块连接，每一路开关量输出电路均通过数据通讯模块将整车的模拟电气状态上传至单片机U1。

本实施提供的整车电气功能检测装置的工作原理为：电源模块将整车的电池电压转换为5V电源电压和3.3V电源电压，分别为整车电气输出模块和整车数据采集模块供电。单片机U1向整车电气输出模块发送模拟指令，比如制动、左右转向灯、远光灯等整车电气功能状态的模拟指令，整车电气输出模块接收到单片机U1的模拟指令，进行模拟，模拟后的电气功能状态参数通过数据通讯模块上传至单片机U1，单片机U1根据电气状态参数分析整车电气输出模块的模拟效果。整车数据采集模块中的12路开关量输入电路检测整车的电气功能状态，8路模拟量输入电路检测整车温度、湿度、气压、电压等状态，并将采集的数据上传至单片机U1，单片机U1根据这些数据分析整车状态是否正常。

本发明提供的一种整车电气功能检测分析装置，既能够对整车的工作状态进行检测，也能够模拟整车的电气功能，功能齐全，使得生产的整车更具安全性。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种整车电气功能检测分析装置，其特征在于，包括电源模块、整车电气输出模块、整车数据采集模块、数据通讯模块和单片机U1；

所述电源模块，用于将整车的电池电压进行转换，为所述整车数据采集模块、整车电气输出模块、数据通讯模块和单片机U1供电；

所述整车电气输出模块，用于接收所述单片机U1的模拟指令，并根据所述模拟指令模拟整车的电气状态；还用于将模拟后的电气状态输出参数通过所述数据通讯模块上传至所述单片机U1；

所述整车数据采集模块，用于检测整车的工作状态，并将检测的工作状态参数上传至所述单片机U1；

所述单片机U1，用于对所述整车的工作状态参数和所述电气状态输出参数进行分析，确定整车是否正常。

2.根据权利要求1所述的整车电气功能检测分析装置，其特征在于，所述电源模块包括二极管D1、二极管D2、电解电容C1、电解电容C2、电容C3、电容C4、电解电容C5、芯片U2、芯片U3、电感L1、电阻R1和发光二极管LED1；

所述芯片U3的引脚1通过二极管D1与接线端子P1连接，还通过电解电容C1接地，引脚3、5和6均接地，引脚4与所述芯片U2的引脚1连接，引脚2通过所述二极管D2接地，还通过所述电感L1与所述芯片U2的引脚1连接，所述芯片U2的引脚1还分别通过所述电解电容C2和电容C3接地，所述芯片U2的引脚2和引脚4均接地，引脚3分别通过电容C4和电解电容C5接地，引脚3还通过电阻R1和发光二极管LED1接地；

其中，所述芯片U2的引脚1输出5V电源电压，所述芯片U2的引脚3输出3.3V电源电压。

3.根据权利要求2所述的整车电气功能检测分析装置，其特征在于，所述整车电气输出模块包括多路开关量输出电路，其中，每一路开关量输出电路包括电阻Rm、电阻Rn、电阻Rp、继电器Jm和三极管Qm-1；

所述电阻Rm一端接24V电源，另一端接所述继电器Jm的引脚5，所述电阻Rn一端接地，另一端与所述继电器Jm的引脚6连接，所述继电器的引脚3接5V电源，继电器Jm的引脚1为开关触点，继电器Jm的引脚4连接，引脚2为开关量输出引脚K-OUTm-1，所述引脚K-OUTm-1与对应的接线端子连接，所述接线端子与所述数据通讯模块连接，所述继电器的引脚4连接所述三极管Qm-1的集电极，所述三极管Qm-1的发射极接地，其基极通过电阻Rp与所述单片机U1的相应引脚连接。

4.根据权利要求2所述的整车电气功能检测分析装置，其特征在于，所述整车数据采集模块包括多路开关量输入电路和多路模拟量输入电路；

每一路所述开关量输入电路包括电阻Ra、电阻Rb和电阻Rc，所述电阻Ra、电阻Rb和电阻Rc串联连接在3.3V电源和地之间，所述电阻Rb和电阻Rc的公共端为数据采集输出端IN_x，该数据采集输出端IN_x与所述单片机U1的相应引脚连接；

每一路所述模拟量输入电路电阻Rd、可调电阻Re和电容Cm，所述电阻Rd的一端接相应的接线端子，另一端分别通过所述可调电阻Re和电容Cm接地。

5.根据权利要求3或4所述的整车电气功能检测分析装置，其特征在于，所述数据通讯模块包括芯片U6、电容C27、电容C30、电容C32、电容C33、电容C34、电容C36、电阻R95、电阻R98、电阻R99、双耦电感L4、静电管E4和静电管E5；

所述芯片U6的引脚1和引脚4分别与所述单片机U1的相应引脚连接，用来进行数据传输，引脚2接地，引脚3分别通过电容C32、电容C33和电容C34接地，引脚5接参考电压，引脚6通过所述双耦电感L4与CAN-1-H节点连接，引脚7通过所述双耦电感L4与CAN-1-L节点连接，引脚8接地；

所述电阻R95和电阻R99串联形成第一支路，所述静电管E4和静电管E5串联形成第二支路，所述电容C27和电容C36串联形成第三支路，所述电阻R98单独形成第四支路，所述第一支路、第二支路、第三支路和第四支路均连接在所述CAN-1-H节点和CAN-1-L节点之间，所述电阻R95和所述电阻R99的公共端以及所述静电管E4和静电管E5的公共端之间连接有所述电容C30，所述静电管E4和静电管E5的公共端与所述电容C27和电容C36的公共端之间短接，且接地；

所述CAN-1-H节点和CAN-1-L节点均与CAN接线端子连接，构成CAN总线，每一路所述开关量输出电路中的所述开关量输出引脚K-OUTm-1均通过对应的接线端子连接到CAN总线上。